题目内容

1．锑（Sb）及其化合物在工业上有许多用途．以辉锑矿（主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等）为原料制备金属锑的工艺流程如图1所示：

已知：①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；
②常温下：Ksp（CuS）=1.27×10-36，Ksp（PbS）=9.04×10-29；
③溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol•L-1时，认为该离子沉淀完全．
（1）滤渣1中除了S之外，还有SiO2（填化学式）．
（2）“浸出”时之，Sb2S3发生反应的化学方程式为Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S．
（3）“还原”时，被Sb还原的物质为SbCl5（填化学式）．
（4）常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c（S2-）不低于9.04×10-24 mol•L-1；所加Na2S也不宜过多，其原因为产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3．
（5）“除砷”时有H3PO3生成，该反应的化学方程式为2AsCl3+3Na3PO2+3HCl+3H2O=2As+3H3PO3+9NaCl．
（6）“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为3：2．
（7）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图2所示：
该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变．充电时，C1-向下（填“上”或“下”）移动；放电时，正极的电极反应式为Mg2++2e-=Mg．

分析 辉锑矿（主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等）加入盐酸浸取得当浸取液，浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等，滤渣1中除了生成的S之外还有为溶解的二氧化硅，浸出液中加入Sb还原SbCl5，生成SbCl3，加入Na2S时保证Cu2+和Pb2+均沉淀完全，过滤得到滤渣2为CuSPbS，滤液中加入Na3PO2 溶液除砷，生成磷酸和砷单质，剩余SbCl3溶液，通电电解得到Sb，
（1）分析可知滤渣1中除了S之外，含有二氧化硅；
（2）“浸出”时之，Sb2S3在溶液中和SbCl5发生氧化还原反应，生成单质硫和三价氯化物；
（3）被Sb还原的物质为高价态SbCl5；
（4）常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c（S2-）依据溶度积常数计算；所加Na2S也不宜过多是避免生成有毒气体硫化氢等；
（5）滤液中加入Na3PO2 溶液除砷，生成磷酸和砷单质，结合电子守恒、原子守恒配平书写化学方程式；
（6）流程图中电解时SbCl3反应生成SbCl5和Sb，依据电子守恒计算；
（7）中间层熔融盐为电解质溶液，依据电流方向，镁液为原电池负极，充电时镁极为阴极，阴离子移向阳极，即向下移动，放电时，镁液为负极．

解答 解：辉锑矿（主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等）加入盐酸浸取得当浸取液，浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等，滤渣1中除了生成的S之外还有为溶解的二氧化硅，浸出液中加入Sb还原SbCl5，生成SbCl3，加入Na2SCu2+和Pb2+均沉淀完全，过滤得到滤渣2为CuSPbS，滤液中加入Na3PO2 溶液除砷，生成磷酸和砷单质，剩余SbCl3溶液，通电电解得到Sb，
（1）滤渣1中除了S之外，还有SiO2，
故答案为：SiO2；
（2）“浸出”时之，Sb2S3在溶液中和SbCl5发生氧化还原反应，生成单质硫和三价氯化锑，反应的化学方程式为：Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S，
故答案为：Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S；
（3）被Sb还原的物质为高价态SbCl5，
故答案为：SbCl5；
（4）常温下：Ksp（CuS）=1.27×10-36，Ksp（PbS）=9.04×10-29，常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，溶度积常数可知，当铅全部沉淀时，铜沉淀完全，溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol•L-1时，认为该离子沉淀完全，此时溶液中的c（S2-）≥$\frac{Ksp（PbS）}{c（P{b}^{2+}）}$=$\frac{9.04×1{0}^{-29}}{1.0×1{0}^{-5}}$=9.04×10-24 mol•L-1，所加Na2S也不宜过多，其原因为产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3，
故答案为：9.04×10-24 mol•L-1；产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3；
（5）滤液中加入Na3PO2 溶液除砷，生成磷酸和砷单质，反应的化学方程式为：2AsCl3+3Na3PO2+3HCl+3H2O=2As+3H3PO3+9NaCl，
故答案为：2AsCl3+3Na3PO2+3HCl+3H2O=2As+3H3PO3+9NaCl；
（6）流程图中电解时SbCl3反应生成SbCl5和Sb，电子守恒计算，Sb3+～Sb5+～2e-，Sb3+～Sb～3e-，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素物质的量之比为3：2，
故答案为：3：2；     
（7）中间层熔融盐为电解质溶液，依据电流方向，镁液为原电池负极，充电时镁极为阴极，阴离子移向阳极，即向下移动，放电时，镁液为负极，电极反应Mg2+-2e-=Mg2+，正极电极反应为：Mg2++2e-=Mg，
故答案为：下；   Mg2++2e-=Mg．

点评 本题考查了物质分离提纯过程分析判断、氧化还原反应、溶度积常数计算等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
19．下列操作中，溶液的颜色不发生变化的是（　　）
A．氯化铁溶液中加入还原铁粉B．将氯气通入滴有酚酞的烧碱溶液中
C．碳酸氢钠溶液中滴加氢氧化钠溶液D．将二氧化硫通入溴水中
20．下列反应的反应热△H＞0的是（　　）
A．铝与稀硫酸反应B．加热氧化银冶炼银
C．醋酸与氨水反应D．液化石油气燃烧
17．下列离子方程式的书写中正确的是（　　）
A．氢氧化铁与盐酸反应：H++OH-═H2O
B．铁与盐酸反应：2Fe+6H+═2Fe3++3H2↑
C．氧化铜溶于稀硫酸：CuO+2H+═Cu2++H2O
D．向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe（OH）3胶体：Fe3++3H2O═Fe（OH）3↓+3H+
4．人剧烈运动时，身体感觉酸困，是因为体内乳酸浓度增大．乳酸中只含碳、氢、氧三种元素，它的相对分子质量是H2 的45 倍，其中碳、氢、氧的质量比为6：1：8．氢通过计算确定乳酸的分子式．
6．配位滴定中使用的指示剂是（　　）
A．吸附指示剂B．金属指示剂C．自身指示剂D．酸碱指示剂
13．NA为阿伏伽德罗常数，下列叙述正确的是（　　）
A．室温下，lLpH=13的NaOH溶液中，由水电离的OH-数目为0.1NA
B．标准状况下，2.24LCl2通入水中充分反应，转移电子数目0.1NA
C．常温常压下，42g乙烯和丁烯混合气体中，含原子数目为9NA
D．氢氧燃料电池正极消耗22.4L （标准状况）气体时，电路中通过的电子数目为2NA
10．关于 16O，说法正确的是（　　）
A．质子数为 16B．最外层电子数为 8
C．与16N 互为同位素D．属于第二周期第 VIA 族元素
11．如图是某有机物分子的球棍模型，该物质中含C、H、O三种元素．则该物质不具有的性质是（　　）
A．使紫色石蕊试液变红B．易溶于水
C．发生酯化反应D．无色无味

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网